数据查询是无线传感器网络完成监控和侦查任务主要手段。因此,无线传感器网络需要通过数据隐私保护技术防止信息泄露和被篡改,利用数据管理技术来完成数据查询和访问控制等任务。所以研究适用于无线传感器网络的具有隐私保护能力的数据查询技术是十分迫切和必要的。在当前面向两层无线传感器网络的数据查询技术研究中,隐私保护范围查询是引起较多关注的研究热点之一。然而,这些现有的研究工作在隐私安全性或感知节点能耗中仍存在不足之处,而且大部分是基于一维数据的,基于此,本文对多维数据范围查询的能耗、数据隐私问题进行了深入研究,设计了具有隐私保护的多维数据范围查询协议,并且分析和验证所设计协议的安全性和能耗。本文的主要研究内容如下:(1)密钥交换协议:针对低功耗传感器节点的计算能力、存储空间有限,无线传感器网络具有较低带宽和更高信道错误比率的特点,基于Diffie-Hellman密钥交换协议,设计了对称加密算法密钥管理机制,并基于AES轻量级数据加密算法,实现了数据传输、存储的机密性;(2)以两层无线传感器网络为研究对象,设计了能量高效的隐私保护多维数据范围查询协议:针对基于0-1编码的CSRQ(Communication-Efficient Secure Range Queries)协议存在加密约束链较长、比较因子计算量较大,通信能耗高,以及只适用于一维数据范围查询等问题,基于优化的左向0-1编码、HMAC运算、BASE64编码等方法,优化比较因子的计算方式,采用AES算法构建加密索引链,取代冗长的加密约束链,降低计算和通信能耗,实现了传感器网络隐私保护的多维数据范围查询,以及对查询结果真实性、完整性验证。(3)选用Cortex-M4内核的控制芯片、Alios Things操作系统设计了无线传感器网络节点;选用Cortex-A9内核控制芯片、嵌入式Linux操作系统设计了存储节点;并以此为实验平台,将所设计的协议在该平台上进行了移植与实现,并设计了通信协议,验证了密钥交换、多维隐私数据提交、多维隐私数据查询、多维隐私数据查询结果真实性和完整性验证等功能;并与CSRQ协议进行了能耗对比,在相同的实验环境下本方案比CSRQ的能耗下降21%左右。